撰稿:白小白,编辑:徐德文没有什么能阻挡人类对能源的追求,因为能源就是文明的生命线,人类文明的发展就是消耗能源的过程,消耗得越多,发展得越快。
然而能源的消耗也给文明带来了巨大的风险,并且正通过气候变暖日益显现出来。
于是我们开始寻求干净、高效、易储存、易开采的能源,有了水电站、风力发电厂、光伏发电站……形形色色的发电装置拔地而起,但每一座都是耗资占地的大买卖。
如何让能源变得更清洁,更高效,这是攸关人类文明生存的大问题。
最近,瑞典科学家创造了一种新的贮能形式,可以直接将万丈阳光装进瓶子,变成“太阳能热燃料”流体,或带来清洁能源的革命性改变。
麻省理工学院的工程师杰弗里·格罗斯曼(Jeffrey Grossman)是“太阳能热燃料”材料的研究员,他解释到:太阳能热燃料像一个可充电电池,但我们充进去不是电,而是让阳光进去,和介质发生反应形成异构体,把能量存储起来,在需要热量的时候,再打开“开关”就可按需释放了。
通过这种方式,太阳的热量可以贮存18年之久。
这种可再生、无排放的能源装置由一个凹型的反射器组成,中心有一根管道会实时追踪太阳。
太阳能热燃料是以降冰片二烯衍生物作为液体溶液,主要由碳、氢和氮分子组成,该衍生物具备良好的太阳光谱匹配性。
当阳光照射透明管道时液体会被加热,降冰片二烯分子会变成四环烷烃,原子间的化学键被重新排列,来自太阳光的大部分热能被捕获在化学键之中,即使分子温度下降,能量也会一直存留在化学键之中。
当需要能量的时候,使用一种特殊催化剂,就可将四环烷烃转回降冰片二烯,释放出所有储存的热能并提高液体温度。
这种贮能电池在物质转化过程中释放的能量极为惊人,目前已可将液体快速加热至63℃,而只消耗极少的催化剂,基本可忽略不计。
研究人员的测算表明,每公斤太阳能热燃料可储存250瓦时的能量,这个能效甚至比特斯拉的Powerwall电池还高出一倍!在实验中,研究人员将太阳能热燃料循环利用125次以上,依旧能量满满,没有任何衰退迹象。
但是,要想太阳能热燃料达到商业用途,63℃可能还远远不够,需要通过进一步的优化和改良,使之达到110℃以上才可完全用于家庭供暖系统、热水器、洗碗机、干衣机等家用电器的动力